摘 要：深基坑支撐系統(tǒng)由水平支撐和豎向支撐兩部分基本構(gòu)件組成，為了解決深大復(fù)雜基坑內(nèi)支撐易失穩(wěn)的難題，鋼格構(gòu)柱豎向支撐體系得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過鋼格構(gòu)柱在太原雙塔北路地道工程中的實際應(yīng)用，從深基坑豎向支撐工藝特點入手，重點研究了其施工工藝和方法，以期為類似復(fù)雜基坑工程施工提供借鑒。

　　關(guān)鍵詞：深基坑;豎向支撐;鋼格構(gòu)柱;質(zhì)量控制

　　隨著工程施工技術(shù)的不斷革新，地下空間大面積開發(fā)成為一種可能，而地下結(jié)構(gòu)修筑設(shè)計的范圍較廣，施工難度逐漸增大。地下結(jié)構(gòu)修筑設(shè)計中，較為典型的工程是深基坑開挖支護。基坑開挖支護是一項系統(tǒng)工程，也是一項風險工程，內(nèi)支撐系統(tǒng)由水平支撐和豎向支撐兩部分基本構(gòu)件組成。在此方面，諸多學者都進行了研究，且取得了較大研究成果。彭濤等研究了深基坑及地鐵破壞的風險因素，并對此進行了風險評估[1];任志亮針對樁錨支撐中的預(yù)應(yīng)力損失問題，結(jié)合理論分析和模型研究提出了內(nèi)支撐+格構(gòu)柱的支撐體系[2];陳保國等研究了深基坑采用地下連續(xù)墻應(yīng)力集中問題，并研究了設(shè)計數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)差異對實際工程造成的安全問題[3];房有亮等基于工程實例研究了密集建筑區(qū)域深基坑支護體系受力和安全問題，實踐應(yīng)用了支撐軸力伺服系統(tǒng)[4];李博等基于基坑施工現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，采用數(shù)值模擬的方法，提出了“墻-撐-錨”組合支撐體系[5];宋利文研究了基坑支護體系冗余度設(shè)計問題[6];周群立等研究了基坑開挖引起中立柱隆起對支撐承載力的影響，提出了增大支撐結(jié)構(gòu)橫斷來減少影響性[7];白曉宇等通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試，對比分析了不同組合支護體系的基坑變形規(guī)律[8]。為了解決深大復(fù)雜基坑內(nèi)支撐易失穩(wěn)的難題，鋼格構(gòu)柱豎向支撐體系得到了廣泛應(yīng)用。

　　1 工程概況

　　雙塔北路地下通道呈南北走向，位于太原站東側(cè)，起止樁號分別為STK0+325和STK1+695。地下通道主要由暗埋段和敞開段兩部分組成，其中，敞開段采用明挖法施工，基坑最寬處達43.9 m，最窄處為10.25 m，基坑深度為4～17 m，基坑總面積約為30 840 m2。

　　受周邊環(huán)境、道路保通要求及紅線的影響，主要采用基坑支護結(jié)構(gòu)。支護結(jié)構(gòu)主要采用樁撐體系，圍護壁+多道內(nèi)支撐的圍護形式，圍護壁采用鉆孔灌注樁/型鋼水泥土攪拌墻，水平支撐采用Φ609 mm×16 mm的鋼管支撐，豎向支撐采用460 mm×460 mm鋼格構(gòu)柱。

　　深基坑立柱支撐主要由格構(gòu)柱和立柱兩部分組成。其中，格構(gòu)柱由兩部分組成，上部采用鋼格柱，下部采用樁徑為800 mm、長9～12 m的鉆孔灌注樁。格構(gòu)柱立柱詳細構(gòu)造如圖1所示。

　　2 工藝特點

　　立柱水平支撐使用鋼格構(gòu)柱，將4根角鋼用鋼板連接形成整體結(jié)構(gòu)。鉆孔灌注樁施工過程中，將鋼格構(gòu)柱與鋼筋籠焊接錨固在樁基內(nèi)，形成立柱整體水平支撐系統(tǒng)。深基坑開挖至鋼支撐安裝標高位置后，用雙拼槽鋼將格構(gòu)柱相連，將水平鋼管支撐安置于連梁槽鋼上，形成深基坑內(nèi)支撐系統(tǒng)，從而保證基坑穩(wěn)定，確保施工安全。

　　3 施工工藝及方法

　　3.1 施工工藝流程

　　首先，加工制作格構(gòu)柱，放線確定樁位，鉆機就位灌注樁成孔;其次，成孔檢驗，吊放鋼格構(gòu)柱鋼筋籠，檢驗導(dǎo)管水密性，安放導(dǎo)管進行二次清孔;最后，灌注混凝土，待鉆孔灌注樁混凝土達設(shè)計強度后，進行土方開挖，安裝支撐結(jié)構(gòu)，主體施工過程中，逐漸拆除鋼格構(gòu)柱支持，施工完成后實施回填土方。

　　3.2 施工方法

　　3.2.1 格構(gòu)柱加工制作。項目采用460 mm×460 mm鋼格構(gòu)柱，采用4根160 mm×16 mm角鋼通過400 mm×300 mm×12 mm鋼板作為綴板連接成整體。綴板間隔300 mm，與角鋼進行滿邊焊接，角鋼與鋼格構(gòu)柱采用幫條焊接，具體如圖2所示。

　　3.2.2 樁位放線。以建設(shè)方提供的放樣點為基準點，采用控制點坐標，放樣樁位控制點。鉆機就位后，安放鋼護筒。鋼護筒直徑為1 m，長度為3 m，護筒頂標高高于地面30 cm，護筒四周采用黏性土回填夯實，防止漏漿。護筒埋設(shè)好后，對樁位進行復(fù)測，確保護筒中心與樁中心的平面位置偏差不大于5 cm。

　　3.2.3 鉆孔灌注樁成孔。鉆孔灌注樁采用履帶式旋挖鉆機成孔，鉆孔設(shè)備就位，護筒內(nèi)泥漿注入，鉆機校準鉆孔施工。鉆孔過程中，始終保持泥漿液面處于某一高度，孔深采用自動探測和輔以人工檢測。現(xiàn)場鉆孔如圖3所示。鉆孔至設(shè)計標高后，利用檢孔器檢測成孔直徑、垂直度及孔形，報監(jiān)理驗收即可二次清孔。清孔采用換泥漿法，使其達到設(shè)計要求后，拆除鉆具，移走鉆機。

　　3.2.4 安放格構(gòu)柱鋼筋籠。施工需要按設(shè)計要求配筋，鋼筋籠在鋼筋加工場同一平臺上整體制作，鋼筋接頭采用直螺紋套筒接頭，同一連接區(qū)域上接頭不超過50%。按設(shè)計要求，格構(gòu)柱插入鋼筋籠內(nèi)不小于2.5 m，鋼筋籠與格構(gòu)柱全部焊接，焊接采用雙面對稱焊接，保證焊接質(zhì)量。焊接完成后，補齊該范圍加強箍筋，使格構(gòu)柱鋼筋籠形成一個整體。

　　鋼格構(gòu)柱采用小夾角起吊，對準孔位，使其垂直緩慢吊入孔中，在該過程中，防止鋼筋籠觸碰孔壁。現(xiàn)場施工如圖4所示。

　　3.2.5 安裝導(dǎo)管。灌注水下混凝土采用鋼導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)徑為250 mm。灌注混凝土前，需要進行水密性試驗，即現(xiàn)在進行導(dǎo)管連接，內(nèi)部注0.6 MPa壓力，持壓2 min，現(xiàn)場滾動連接導(dǎo)管，檢查導(dǎo)管是否漏水。從鋼格構(gòu)柱內(nèi)部插入導(dǎo)管，下放時要緩慢下放，避免導(dǎo)管碰撞格構(gòu)柱內(nèi)部。

　　3.2.6 二次清孔。清孔分兩次進行。成孔后按照要求完成清孔，當鋼筋籠下放后，要進行二次清孔。清孔后，需要按照孔內(nèi)泥漿指標進行檢驗，泥漿比重1.03～1.10，含砂率≤8%，黏度18～20 s。沉渣厚度控制在10 cm以內(nèi)，清孔后30 min內(nèi)灌注混凝土。

　　3.2.7 灌注混凝土。灌注混凝土時，控制水下C30混凝土的坍落度為18～22 cm。水下混凝土灌注時，首管埋深不能小于1 m，灌注過程中，兩根導(dǎo)管內(nèi)混凝土面高度控制在2～6 m，混凝土灌注速度不宜過快，防止鋼筋浮籠現(xiàn)象的發(fā)生，樁頂部超灌50 cm。

　　3.2.8 土方開挖，安裝連梁。土方開挖至每一道鋼支撐設(shè)計標高以下50 cm時，平整場地，安裝格構(gòu)柱之間的連梁。首先，在格構(gòu)柱上安裝連梁牛腿，牛腿采用厚度為12 mm的梯形鋼板，鋼板與格構(gòu)柱立柱雙面滿焊，焊縫長度為400 mm。其次，在牛腿上安裝雙拼40b槽鋼，槽鋼背面緊貼格構(gòu)柱，并雙面滿焊固定。為了保證連梁穩(wěn)固，在雙拼40b槽鋼上下緣用700 mm×300 mm×12 mm鋼板滿焊連接，鋼板間距不大于2 m。格構(gòu)柱與雙拼槽鋼連梁連接示意圖如圖5所示。

　　3.2.9 主體結(jié)構(gòu)施工，拆除鋼支撐、連梁。深基坑開挖完成后，進行地道主體結(jié)構(gòu)施工。基坑基底經(jīng)監(jiān)理單位和設(shè)計單位驗收合格后，澆筑結(jié)構(gòu)墊層，施工底板防水層，并澆筑防水保護層混凝土，然后綁扎底板鋼筋，安裝端頭模板，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收合格后，澆筑底板混凝土至側(cè)墻以上0.5 m。結(jié)構(gòu)底板達到設(shè)計強度后，拆除最下面一道鋼支撐，并拆除槽鋼連梁，如圖6所示。

　　3.2.10 拆除格構(gòu)柱，回填土方。地道主體結(jié)構(gòu)施工完成后，拆除格構(gòu)柱。用等離子切割機將超出混凝土表面的格構(gòu)柱按照從上往下順序割斷，用機械將格構(gòu)柱緩緩放倒，并裝車運至材料場擺放整齊。拆除過程中，安全人員全程盯控，防止格構(gòu)柱碰觸施工人員。切割完成后，用磨光機將切割面打磨平整，與混凝土表面保持平順，同時，在格構(gòu)柱斷面均勻涂抹防腐蝕材料，并鋪設(shè)高分子防水材料，防止主體結(jié)構(gòu)受水侵蝕。

　　4 結(jié)語

　　以太原雙塔北路地道工程為例，從深基坑豎向支撐工藝特點入手，重點研究了鋼格構(gòu)柱豎向支撐體系的施工工藝和方法，以期為類似復(fù)雜基坑工程施工提供借鑒。

　　參考文獻：

　　[1]彭濤，彭青順，鄧幫，等.臨近地鐵線路的深基坑施工風險調(diào)查與評估[J].土木工程與管理學報，2020(6)：113-117.

　　[2]任志亮.復(fù)雜環(huán)境下地鐵車站超深基坑錨索應(yīng)力損失控制研究[J].鐵道科學與工程學報，2020(12)：3157-3165.

　　[3]陳保國，閆騰飛，王程鵬，等.深基坑地連墻支護體系協(xié)調(diào)變形規(guī)律試驗研究[J].巖土力學，2020(10)：3289-3299.

　　[4]房有亮，盧治仁，王進，等.基于支撐伺服組合系統(tǒng)超深基坑安全支護技術(shù)研究[J].隧道建設(shè)(中英文)，2019(增刊2)：120-128.

　　[5]李博，王貴和，李輝，等.深基坑“墻-撐-錨”組合支護體系變形特性研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2019(5)：174-182.

　　[6]宋利文，譚燕秋.基于施工工況下冗余度的深基坑支護體系研究[J].地下空間與工程學報，2019(增刊1)：321-326.

　　[7]周群立，王斌，孫宏斌.地鐵車站深基坑支撐下方中立柱設(shè)置優(yōu)化研究[J].城市軌道交通研究，2019(7)：13-16.

　　[8]白曉宇，張明義，閆楠，等.土巖深基坑樁-撐-錨組合支護體系變形特性[J].中南大學學報(自然科學版)，2018(2)：454-463.

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